Устройство элементарного локомотива

Рассмотрим устройство элементарного локомотива - его основные составные части и их взаимное расположение.

1 - кузов для размещения оборудования и кабин управления;

2 - тележка для размещения оборудования, создающего вращающий момент, и передачи вращающего момента (тяговая передача) на колесную пару –3;

4 - ударно- тяговые приборы (на современном ТПС размещаются в раме кузова, еще находятся в эксплуатации локомотивы с размещением ударно – тяговых приборов в тележке, в этом случае между тележками устанавливают межтележечное сочленение 8);

5 - устройства опор рамы кузова на раму тележку;

6 - буксовые узлы (для шарнирного соединения колесной пары в тележке);

7 – рессорное подвешивание;

Для успешного изучения дисциплины необходимо знать

Черчение и способы изображения деталей и узлов

Сталь и ее свойства.

Резина и ее свойства.

Способы соединения деталей (сварка, резьба, посадка – горячая и холодная).

Сила, ее действие, реакция.

Распределение действующей силы.

Действие сил на наклонную поверхность.

Статические и динамические силы (колебания).

Способы уменьшение динамических сил.

Трение - качения и скольжения, способы уменьшения сил трения.

Сила инерции.

Растяжение и сжатие материалов.

 

Силы и колебания, действующие на локомотив

 

Направления действия сил

Железные дороги можно рассматривать как пространственную систему сил:

С помощью этой системы можно описать действие любых сил на локомотив и подвижной состав. Для более наглядного представления действия сил в пространстве для данной системы необходимо выбрать точку отсчета. В связи с тем, что подвижной состав движется в строго определенном направлении (в направлении рельсовой колеи), то за начало отсчета принимается - ось пути.

Основное направление действия сил - ВДОЛЬ ОСИ ПУТИ. В данном направлении располагают ось Х. Вдоль нее действуют следующие силы:

Название сил	Когда образуется	Как действует
Сила тяги	При разгоне - локомотивом	Растягивает состав из головы поезда
Сила торможения	При торможении состава	При колодочном тормозе - действует во всем поезде, сжимая состав с образованием растягивающих и сжимающих динамических усилий, действующих не равномерно вдоль состава. При электрическом или колодочном торможении только локомотива – действует в голове поезда, сжимая состав с набеганием хвостовых вагонов на локомотив в голове поезда.
Силы сопротивления движению	Действуют всегда и зависят от условий движения поезда (уклоны, подъемы, сопротивление воздуха, ветер, дождь, загрязненности рельсовой колеи и т.п.)	Всегда действуют против движения локомотива, уменьшая инерцию движения
Силы инерции	Возникают при движении поезда, и зависят от накопленной кинетической энергии (т.е. массы и скорости движения). При движении вдоль оси пути - направлена вдоль нее, в направлении движения.

 

В вертикальном направлении располагают ось Y вдоль нее действую следующие силы (вертикальные силы):

 

Название сил	Когда образуется	Как действует
Сила тяжести	Данная сила действует всегда - так как локомотив имеет массу. Всегда направлена вниз - перпендикулярно плоскости земли.
Силы от профиля пути	Образуются при движении локомотива по элементам профиля пути
Силы сопротивления движению	Действуют всегда и зависят от условий движения поезда (уклоны, подъемы, сопротивление воздуха, загрязненности рельсовой колеи и т.п.)	Всегда действуют против направления действия силы, вызвавшей движение
Силы инерции	Действуют всегда и зависят от перемещающейся массы и ее скорости. Сила инерции имеется только при движении. Действует – вдоль направления перемещения. Если перемещение идет вниз то сила направлена вниз. Если перемещение идет вверх, то сила направлена вверх.

 

В горизонтальном перпендикулярном оси пути направлении располагают ось Z, вдоль нее действую следующие силы (поперечные силы):

 

Название сил	Когда образуется	Как действует
Силы от плана пути	Образуются при движении локомотива по элементам плана пути
Силы сопротивления движению	Действуют всегда и зависят от условий движения поезда (кривые, прямые, сопротивление воздуха и т.п.)	Всегда действуют против направления действия силы, вызвавшей перемещение
Силы инерции	Действуют всегда и зависят от перемещающейся массы и ее скорости. Сила инерции имеется только при движении. Направлена – вдоль направления перемещения. Если перемещение идет влево то сила направлена влево. Если перемещение идет вправо, то сила направлена вправо.

Плоскости действия сил

Вертикальная вдоль оси пути

Вертикальная перпендикулярная оси пути

Горизонтальная плоскость

Профиль пути - графическое представление пути, разрезанного в вертикальной плоскости вдоль ее оси. К элементам профиля пути относятся:

Уклоны Подьемы Площадки Неровности пути Стыки

План пути - графическое представление пути при изображении его сверху. К элементам плана пути относятся: Кривая Прямая Стрелочный перевод

 

Колебания локомотива

Галопирование		Р1.1, Р1.2, Р2.1, Р2.2 – силы действующие вертикально – перпендикулярно оси пути, образующие момент вращения - М1,М2. Как правило данное колебание вызывается неровностями пути при скорости движения локомотива близкой к критической (т.е. вызывающей резонанс в рессорном подвешивании).
Боковая качка		Р1.1,Р1.2,Р2.1,Р2.2-силы действующие вертикально – перпендикулярно оси пути, образующие момент вращения М1,М2
Относ		ОТНОС - вид элементарного колебания локомотива при котором силы (Р1, Р2) действуют горизонтально – перпендикулярно оси пути по всей длине локомотива
Подпрыгивание		Р1 - сила действующая вертикально – перпендикулярно оси пути по ширине и длине электровоза
Подергивание		Р1, Р2-силы действующие коротковременно вдоль оси пути. Как правило, вызваны силами, возникающими в режиме тяги и торможения, а также при изменении профиля пути (сжатие, растяжение поезда).
Виляние		Р1.1,Р1.2,Р2.1,Р2.2-силы действующие горизонтально – перпендикулярно оси пути, образующие момент вращения М1,М2

 

Кузов локомотива

Назначение кузова

Кузов локомотива - это верхнее строение локомотива (т.е. расположенное выше тележки), специально изготовленное для выполнения определенных функций.

Кузов предназначен для выполнения следующих функций:

1. Внутри кузова размещается оборудование и персонал.

2. Кузов защищает оборудование и персонал от атмосферных воздействий.

3. Кузов защищает оборудование и персонал от внешних механических воздействий.

Внутри кузова размещается разнообразное оборудование:

Для торможения	Приборы управления тормозами, приборы питания тормоза сжатым воздухом (компрессор), приборы приводящие тормоза в действие, аппаратура электрического торможения (если на ТПС имеется такое торможение) и т.п.
Для управления режимом тяги	аппараты перегруппировки тяговых двигателей, пускорегулирующая аппаратура и т.п.
Силовые установки	Дизель-генератор, паровая установка
Преобразовательные установки	Тяговый трансформатор, выпрямительная установка, инвертора, управляемые мосты и т.п.
Вспомогательные машины	компрессор, преобразователи, вентиляторы, генераторы управления и т.п.
В кузове размещаются кабины управления

 

На МВС кузов используют в качестве салонов для перевозки пассажиров.

Кузов защищает оборудование от воздействия опасных и вредных факторов.

При эксплуатации на локомотив действует ряд опасных и вредных факторов. Для того, чтобы не повредить дорогостоящее оборудование его защищают - размещая в кузове.

К опасным и вредным факторам относятся:

- атмосферные воздействия (дождь, снег, ветер, гололед, солнце и т.д. и т. п.);

- механические воздействия (специальные или случайные)